[實用新型]一種用于盾構機的泡沫系統

有效

• 申請號: 201020201888.2
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN201687481U
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 秦邦江;王清明
• 申請（專利權）人: 中鐵軌道系統集團有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;B01F3/04
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 劉熙

技術領域

本實用新型屬于盾構機的泡沫系統。該系統用于產生泡沫，并通過土倉和螺旋輸送機將泡沫注入到盾構機施工中需要土體改良的位置。

背景技術

近年來，我國城市地下交通建設發展迅速。作為一種高效的地下暗挖隧道專用工程機械，盾構機已經成為城市地鐵、隧道建設中不可或缺的工具。盾構機施工過程中，大多數地層都需要進行有效的土體改良來保證施工的順利進行，其中向土體加注泡沫是非常有效的土體改良方法。通常，盾構機的泡沫系統是用一個大流量離心水泵向主管路泵送產生泡沫所需的水，離心泵的額定壓力較低，加上管道中的壓力損失，可能導致泡沫注入不到土倉里面。而且離心水泵的流量特性曲線線性度不好，不能通過控制電機的轉速來控制流量和壓力，必須在與主管路連接的每條支路上設置流量計和調節閥來測量和控制每一路的流量，流量計和流量調節閥的價格非常高，從而提高了盾構機的制作成本和使用成本。離心水泵還存在流量大、揚程高的水泵功率大、效率低、故障率高的缺點。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一個性能可靠、成本低廉的用于盾構機的泡沫系統。

本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是：

用于盾構機的泡沫系統，包括連接供水系統和發泡劑系統的主管路、與主管路連接的若干支管路，主管路上不設置水泵，而在各支管路上設置高壓柱塞水泵，且支管路上不設置流量計和調節閥。

上述技術方案取消了現有技術中的大流量高揚程的水泵，每一路支流加一個高壓柱塞水泵，該水泵額定壓力高，功率小，且壓力流量特性的線性度好，用變頻器來控制泵的轉速來控制調節泵的流量。因變頻器有頻率計數功能，所以可以通過PLC計算出通過每一支路的流量。因此，每一條支路就有了自身的調節和計量的功能，可以省去原有的流量計和調節閥。

進一步的技術方案是，在每一條支路前端設一個球閥，后端設一個單向閥。由于每一條支路擁有自身的泵送和控制能力，都是相對獨立的單元。如果某一支路的元件在施工過程中出現故障，可以將其前端的球閥關閉，就可以在盾構機不停機的情況下進行這一支路的故障修理工作，不耽誤施工工期，節約施工成本。

本實用新型在支管路上用多個小流量的柱塞高壓水泵來代替大流量的水泵，這種柱塞泵流量特性線性度好，額定壓力高，最高可以達到8MPa，不存在壓力不夠而使泡沫無法注入到土倉中的問題。這種泵可以通過用變頻器控制電機的轉速來控制泵的流量，且壓力不會隨流量變化而大幅度變化，通過PLC可以計算出通過每個泵的流量，因此，在每一條支路上不用設置流量計和調節閥。由于流量計和調節閥的價格遠遠高于小水泵的價格，并少用一個大流量離心水泵，這樣就大大的節約了泡沫系統的成本。

附圖說明

附圖是本實用新型的結構示意圖。

圖中：1.泡沫罐，2.液位開關，3.球閥，4.安全閥，5.螺桿泵，6.流量計，7.單向閥，8.球閥，9.壓力開關，10.流量計，11.單向閥，12.球閥，13.高壓柱塞水泵，14.壓力表，15.球閥，16.單向閥。

具體實施方式

參照附圖，用于盾構機的泡沫系統包括連接供水系統和發泡劑系統19的主管路18、與主管路18連接的五條支管路20，主管路18上不設置水泵，只設有球閥8，壓力開關9，流量計10，單向閥11；在各支管路20上設置高壓柱塞水泵13和安全閥17、壓力表14、單向閥16，在高壓柱塞水泵13的兩端設置球閥12、15，支管路19上不設置流量計和調節閥；發泡劑系統19包括泡沫罐1，在連接與泡沫罐1與主管路18的管路上設有液位開關2、球閥3、螺桿泵5和安全閥4、流量計6，單向閥7。

本實用新型系統中，螺桿泵5從泡沫罐1中把發泡劑輸送出來，經過流量計6和單向閥7到達主管路18中與水相混合，產生泡沫所需的水由盾構機外部冷卻水系統供給，與發泡劑混合后，分五條支管路，經過每條支管路上的高壓柱塞水泵13增壓，再經過球閥15、單向閥16流到泡沫發生器(未畫出)當中，在泡沫發生器中，與氣體充分混合，并產生泡沫注入到盾構機的盾體和螺旋輸送機中使泡沫注入到土倉中。